JP7069503B2 - Aircraft and sensor unit - Google Patents

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本発明は、移動体、及びセンサユニットに関する。 The present invention relates to a moving body and a sensor unit.

特許文献1には、マルチバンドセンサと照度センサとを備えた無人機が開示されている。
[先行技術文献]
[特許文献]
[特許文献1] 米国特許出願公開第2017/0356799号明細書
Patent Document 1 discloses an unmanned aerial vehicle including a multi-band sensor and an illuminance sensor.
[Prior Art Document]
[Patent Document]
[Patent Document 1] US Patent Application Publication No. 2017/0356799

照度センサを、測定の精度を低下させずに、限られた空間に配置することが望まれている。 It is desired to arrange the illuminance sensor in a limited space without deteriorating the accuracy of measurement.

本発明の一態様に係る移動体は、光を透過する部分を有する筐体を備えてよい。移動体は、筐体の内部に配置される受光素子を備えてよい。移動体は、筐体の内部に配置され、部分を透過する光を受光素子に導く導光部材を備えてよい。 The moving body according to one aspect of the present invention may include a housing having a portion that transmits light. The moving body may include a light receiving element arranged inside the housing. The moving body may include a light guide member that is arranged inside the housing and guides the light transmitted through the portion to the light receiving element.

筐体の上記部分は、筐体の外部からの光を拡散する第1拡散板を有してよい。 The above portion of the housing may have a first diffusing plate that diffuses light from the outside of the housing.

移動体は、導光部材と受光素子との間に配置され、導光部材からの光を拡散する第2拡散板を備えてよい。 The moving body may be arranged between the light guide member and the light receiving element, and may include a second diffuser plate that diffuses the light from the light guide member.

第1拡散板の厚み方向に第1波長領域の光が透過する割合を示す第1透過率は、第1拡散板の厚み方向に第1波長領域より長い波長領域である第2波長領域の光が透過する割合を示す第2透過率より小さくてよい。 The first transmittance, which indicates the ratio of light in the first wavelength region transmitted in the thickness direction of the first diffuser plate, is the light in the second wavelength region, which is a wavelength region longer than the first wavelength region in the thickness direction of the first diffuser plate. May be smaller than the second transmittance, which indicates the rate of transmission.

第1波長領域は、青色の領域を含み、第2波長領域は、赤色の領域を含んでよい。 The first wavelength region may include a blue region and the second wavelength region may include a red region.

第1透過率と第2透過率との差は、第2拡散板の厚み方向に第1波長領域の光が透過する割合を示す第3透過率と第2拡散板の厚み方向に第2波長領域の光が透過する割合を示す第4透過率との差より大きくてよい。 The difference between the first transmittance and the second transmittance is the third transmittance, which indicates the ratio of light transmitted in the first wavelength region in the thickness direction of the second diffuser, and the second wavelength in the thickness direction of the second diffuser. It may be larger than the difference from the fourth transmittance, which indicates the ratio of light transmitted through the region.

移動体は、筐体の内部に配置され、導光部材の周囲を取り囲むように配置されるアンテナを備えてよい。 The moving body may include an antenna that is arranged inside the housing and is arranged so as to surround the light guide member.

アンテナは、中空状のアンテナでよい。導光部材は、アンテナの空洞内に配置されてよい。 The antenna may be a hollow antenna. The light guide member may be arranged in the cavity of the antenna.

アンテナは、コイル状のアンテナでよい。 The antenna may be a coiled antenna.

移動体は、アンテナで受信される信号に基づいて、移動体の位置を測定する回路を備えてよい。 The mobile body may include a circuit that measures the position of the mobile body based on the signal received by the antenna.

移動体は、導光部材の外側面を覆う中空状のカバーを備えてよい。導光部材の外側面とカバーの内側面とは離間してよい。 The moving body may include a hollow cover that covers the outer surface of the light guide member. The outer surface of the light guide member and the inner surface of the cover may be separated from each other.

移動体は、複数の受光素子と、複数の導光部材と、複数のカバーとを備えてよい。移動体は、筐体の内部に配置され、複数のカバーを内部に保持する保持部材とを備えてよい。 The moving body may include a plurality of light receiving elements, a plurality of light guide members, and a plurality of covers. The moving body may be arranged inside the housing and may include a holding member that holds a plurality of covers inside.

カバーは白色の部材でよい。保持部材は黒色の部材でよい。 The cover may be a white member. The holding member may be a black member.

保持部材は、複数のカバーを収容する複数の貫通孔を有してよい。 The holding member may have a plurality of through holes for accommodating the plurality of covers.

筐体は、移動体の天井部に配置されてよい。 The housing may be arranged on the ceiling of the moving body.

導光部材は、棒状でよい。受光素子の受光面の中心軸と、導光部材の中心軸とは、同一直線上にあってよい。 The light guide member may be rod-shaped. The central axis of the light receiving surface of the light receiving element and the central axis of the light guide member may be on the same straight line.

本発明の一態様に係るセンサユニットは、光を透過する部分を有する筐体を備えてよい。センサユニットは、筐体の内部に配置される受光素子を備えてよい。センサユニットは、筐体の内部に配置され、部分を透過する光を受光素子に導く導光部材を備えてよい。センサユニットは、筐体の内部に配置され、導光部材の周囲を取り囲むアンテナを備えてよい。 The sensor unit according to one aspect of the present invention may include a housing having a portion that transmits light. The sensor unit may include a light receiving element arranged inside the housing. The sensor unit may include a light guide member that is arranged inside the housing and guides the light transmitted through the portion to the light receiving element. The sensor unit may be arranged inside the housing and may include an antenna that surrounds the light guide member.

筐体の上記部分は、筐体の外部からの光を拡散する第1拡散板を有してよい。 The above portion of the housing may have a first diffusing plate that diffuses light from the outside of the housing.

センサユニットは、導光部材と受光素子との間に配置され、導光部材からの光を拡散する第2拡散板を備えてよい。 The sensor unit may be arranged between the light guide member and the light receiving element, and may include a second diffuser plate that diffuses the light from the light guide member.

本発明の一態様に係るセンサユニットは、外部からの光を拡散して透過する第1拡散板を有する筐体を備えてよい。センサユニットは、筐体の内部に配置される受光素子を備えてよい。センサユニットは、筐体の内部に配置され、第1拡散板を透過する光を受光素子に導く導光部材を備えてよい。センサユニットは、導光部材と受光素子との間に配置され、導光部材からの光を拡散する第2拡散板を備えてよい。 The sensor unit according to one aspect of the present invention may include a housing having a first diffusion plate that diffuses and transmits light from the outside. The sensor unit may include a light receiving element arranged inside the housing. The sensor unit may be arranged inside the housing and may include a light guide member that guides the light transmitted through the first diffusion plate to the light receiving element. The sensor unit may be arranged between the light guide member and the light receiving element, and may include a second diffuser plate that diffuses the light from the light guide member.

本発明の一態様によれば、照度センサに用いることができる受光素子を、測定の精度を低下させずに、限られた空間に配置できる。 According to one aspect of the present invention, the light receiving element that can be used for the illuminance sensor can be arranged in a limited space without deteriorating the measurement accuracy.

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。 The outline of the above invention does not list all the necessary features of the present invention. A subcombination of these feature groups can also be an invention.

無人航空機(UAV)及び遠隔操作装置の外観の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the appearance of an unmanned aerial vehicle (UAV) and a remote control device. UAVに搭載される撮像システムの外観の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the appearance of the image pickup system mounted on a UAV. UAVに搭載される撮像システムの外観の他の一例を示す図である。It is a figure which shows another example of the appearance of the image pickup system mounted on a UAV. UAVの機能ブロックの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the functional block of a UAV. センサユニットの外観斜視図を示す図である。It is a figure which shows the external perspective view of the sensor unit. センサユニットの分解斜視図を示す図である。It is a figure which shows the exploded perspective view of a sensor unit. センサユニットの断面図を示す図である。It is a figure which shows the sectional view of the sensor unit. センサユニットの断面の部分拡大図を示す図である。It is a figure which shows the partially enlarged view of the cross section of a sensor unit. 入射角について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the incident angle. 入射角が0度のときに照度センサで測定される照度と波長との関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the relationship between the illuminance and the wavelength measured by the illuminance sensor when the incident angle is 0 degree. 入射角が0度以上のときに照度センサで測定される照度と波長との関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the relationship between the illuminance and the wavelength measured by the illuminance sensor when the incident angle is 0 degree or more. 拡散板の透過率と波長との関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the relationship between the transmittance of a diffuser plate and a wavelength. 拡散板の透過率と波長との関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the relationship between the transmittance of a diffuser plate and a wavelength. 第1拡散板と第2拡散板との組み合わせのパターンを示す図である。It is a figure which shows the pattern of the combination of the 1st diffusion plate and the 2nd diffusion plate. 図13の第1拡散板と第2拡散板との組み合わせのパターンのそれぞれのばらつきの幅(%)を示す図である。It is a figure which shows the width (%) of each variation of the pattern of the combination of the 1st diffusion plate and the 2nd diffusion plate of FIG. 第1拡散板と第2拡散板との組み合わせのパターンを示す図である。It is a figure which shows the pattern of the combination of the 1st diffusion plate and the 2nd diffusion plate. 図15の第1拡散板と第2拡散板との組み合わせのパターンのそれぞれのばらつきの幅(%)を示す図である。It is a figure which shows the width (%) of each variation of the pattern of the combination of the 1st diffusion plate and the 2nd diffusion plate of FIG.

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。以下の実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. Also, not all combinations of features described in the embodiments are essential to the means of solving the invention. It will be apparent to those skilled in the art that various changes or improvements can be made to the following embodiments. It is clear from the description of the claims that the form with such changes or improvements may be included in the technical scope of the present invention.

特許請求の範囲、明細書、図面、及び要約書には、著作権による保護の対象となる事項が含まれる。著作権者は、これらの書類の何人による複製に対しても、特許庁のファイルまたはレコードに表示される通りであれば異議を唱えない。ただし、それ以外の場合、一切の著作権を留保する。 The claims, description, drawings, and abstracts include matters subject to copyright protection. The copyright holder will not object to any person's reproduction of these documents as long as they appear in the Patent Office files or records. However, in other cases, all copyrights are reserved.

図1は、無人航空機(UAV)10及び遠隔操作装置300の外観の一例を示す。UAV10は、UAV本体20、ジンバル50、複数の撮像装置60、撮像システム100、及びセンサユニット600を備える。UAV10は、移動体の一例である。移動体とは、空中を移動する飛行体、地上を移動する車両、水上を移動する船舶等を含む概念である。空中を移動する飛行体とは、UAVの他、空中を移動する他の航空機、飛行船、ヘリコプター等を含む概念である。 FIG. 1 shows an example of the appearance of an unmanned aerial vehicle (UAV) 10 and a remote control device 300. The UAV 10 includes a UAV main body 20, a gimbal 50, a plurality of image pickup devices 60, an image pickup system 100, and a sensor unit 600. UAV10 is an example of a moving body. The moving body is a concept including a flying body moving in the air, a vehicle moving on the ground, a ship moving on the water, and the like. An airship that moves in the air is a concept that includes UAVs, other aircraft that move in the air, airships, helicopters, and the like.

UAV本体20は、複数の回転翼を備える。複数の回転翼は、推進部の一例である。UAV本体20は、複数の回転翼の回転を制御することでUAV10を飛行させる。UAV本体20は、例えば、4つの回転翼を用いてUAV10を飛行させる。回転翼の数は、4つには限定されない。また、UAV10は、回転翼を有さない固定翼機でもよい。 The UAV main body 20 includes a plurality of rotary wings. The plurality of rotor blades are an example of a propulsion unit. The UAV main body 20 flies the UAV 10 by controlling the rotation of a plurality of rotary blades. The UAV body 20 flies the UAV 10 using, for example, four rotor blades. The number of rotor blades is not limited to four. Further, the UAV 10 may be a fixed-wing aircraft having no rotor blades.

センサユニット600は、照度センサ及びRTKを含む。撮像システム100は、所望の撮像範囲に含まれるオブジェクトを複数の波長帯域ごとに撮像する撮像用のマルチスペクトルカメラである。ジンバル50は、撮像システム100を回転可能に支持する。ジンバル50は、支持機構の一例である。例えば、ジンバル50は、撮像システム100を、アクチュエータを用いてピッチ軸で回転可能に支持する。ジンバル50は、撮像システム100を、アクチュエータを用いて更にロール軸及びヨー軸のそれぞれを中心に回転可能に支持する。ジンバル50は、ヨー軸、ピッチ軸、及びロール軸の少なくとも1つを中心に撮像システム100を回転させることで、撮像システム100の姿勢を変更してよい。 The sensor unit 600 includes an illuminance sensor and an RTK. The imaging system 100 is a multispectral camera for imaging that captures an object included in a desired imaging range for each of a plurality of wavelength bands. The gimbal 50 rotatably supports the imaging system 100. The gimbal 50 is an example of a support mechanism. For example, the gimbal 50 rotatably supports the imaging system 100 on a pitch axis using an actuator. The gimbal 50 further rotatably supports the image pickup system 100 around each of the roll axis and the yaw axis by using an actuator. The gimbal 50 may change the posture of the image pickup system 100 by rotating the image pickup system 100 around at least one of the yaw axis, the pitch axis, and the roll axis.

複数の撮像装置60は、UAV10の飛行を制御するためにUAV10の周囲を撮像するセンシング用のカメラである。2つの撮像装置60が、UAV10の機首である正面に設けられてよい。更に他の2つの撮像装置60が、UAV10の底面に設けられてよい。正面側の2つの撮像装置60はペアとなり、いわゆるステレオカメラとして機能してよい。底面側の2つの撮像装置60もペアとなり、ステレオカメラとして機能してよい。撮像装置60は、撮像装置60の撮像範囲に含まれるオブジェクトの存在、及びオブジェクトまでの距離を計測してよい。撮像装置60は、撮像システム100の撮像方向に存在するオブジェクトを計測する計測装置の一例である。計測装置は、撮像システム100の撮像方向に存在するオブジェクトを計測する赤外線センサ、超音波センサなどの他のセンサでもよい。複数の撮像装置60により撮像された画像に基づいて、UAV10の周囲の3次元空間データが生成されてよい。UAV10が備える撮像装置60の数は4つには限定されない。UAV10は、少なくとも1つの撮像装置60を備えていればよい。UAV10は、UAV10の機首、機尾、側面、底面、及び天井面のそれぞれに少なくとも1つの撮像装置60を備えてもよい。撮像装置60で設定できる画角は、撮像システム100で設定できる画角より広くてよい。撮像装置60は、単焦点レンズまたは魚眼レンズを有してもよい。 The plurality of image pickup devices 60 are sensing cameras that image the surroundings of the UAV 10 in order to control the flight of the UAV 10. Two image pickup devices 60 may be provided in front of the nose of the UAV 10. Yet two other imaging devices 60 may be provided on the bottom surface of the UAV 10. The two image pickup devices 60 on the front side may be paired and function as a so-called stereo camera. The two image pickup devices 60 on the bottom side may also be paired and function as a stereo camera. The image pickup device 60 may measure the existence of an object included in the image pickup range of the image pickup device 60 and the distance to the object. The image pickup device 60 is an example of a measurement device that measures an object existing in the image pickup direction of the image pickup system 100. The measuring device may be another sensor such as an infrared sensor or an ultrasonic sensor that measures an object existing in the imaging direction of the imaging system 100. Three-dimensional spatial data around the UAV 10 may be generated based on the images captured by the plurality of image pickup devices 60. The number of image pickup devices 60 included in the UAV 10 is not limited to four. The UAV 10 may include at least one image pickup device 60. The UAV 10 may be provided with at least one image pickup device 60 on each of the nose, tail, side surface, bottom surface, and ceiling surface of the UAV 10. The angle of view that can be set by the image pickup apparatus 60 may be wider than the angle of view that can be set by the image pickup system 100. The image pickup apparatus 60 may have a single focus lens or a fisheye lens.

遠隔操作装置300は、UAV10と通信して、UAV10を遠隔操作する。遠隔操作装置300は、UAV10と無線で通信してよい。遠隔操作装置300は、UAV10に上昇、下降、加速、減速、前進、後進、回転などのUAV10の移動に関する各種命令を示す指示情報を送信する。指示情報は、例えば、UAV10の高度を上昇させる指示情報を含む。指示情報は、UAV10が位置すべき高度を示してよい。UAV10は、遠隔操作装置300から受信した指示情報により示される高度に位置するように移動する。指示情報は、UAV10を上昇させる上昇命令を含んでよい。UAV10は、上昇命令を受け付けている間、上昇する。UAV10は、上昇命令を受け付けても、UAV10の高度が上限高度に達している場合には、上昇を制限してよい。 The remote control device 300 communicates with the UAV 10 to remotely control the UAV 10. The remote control device 300 may communicate wirelessly with the UAV 10. The remote control device 300 transmits to the UAV 10 instruction information indicating various commands related to the movement of the UAV 10, such as ascending, descending, accelerating, decelerating, advancing, reversing, and rotating. The instruction information includes, for example, instruction information for raising the altitude of the UAV 10. The instruction information may indicate the altitude at which the UAV 10 should be located. The UAV 10 moves so as to be located at an altitude indicated by the instruction information received from the remote control device 300. The instruction information may include an ascending instruction to elevate the UAV 10. The UAV10 rises while accepting the rise order. Even if the UAV10 accepts an ascending order, the ascending may be restricted if the altitude of the UAV10 has reached the upper limit altitude.

図2は、UAV10に搭載される撮像システム100の外観の一例を示す図である。撮像システム100は、予め定められた複数の波長帯域ごとの画像データを撮像するマルチスペクトルカメラである。撮像システム100は、R用撮像装置110、G用撮像装置120、B用撮像装置130、RE用撮像装置140、及びNIR用撮像装置150を備える。撮像システム100は、R用撮像装置110、G用撮像装置120、B用撮像装置130、RE用撮像装置140、及びNIR用撮像装置150により撮像されたそれぞれの画像データをマルチスペクトル画像として記録することができる。マルチスペクトル画像は、例えば、農作物の健康状態及び活力についての予測をするために用いられてよい。 FIG. 2 is a diagram showing an example of the appearance of the image pickup system 100 mounted on the UAV 10. The image pickup system 100 is a multispectral camera that captures image data for each of a plurality of predetermined wavelength bands. The image pickup system 100 includes an image pickup device 110 for R, an image pickup device 120 for G, an image pickup device 130 for B, an image pickup device 140 for RE, and an image pickup device 150 for NIR. The image pickup system 100 records each image data captured by the image pickup device 110 for R, the image pickup device 120 for G, the image pickup device 130 for B, the image pickup device 140 for RE, and the image pickup device 150 for NIR as a multispectral image. be able to. Multispectral images may be used, for example, to make predictions about the health and vitality of crops.

マルチスペクトル画像は、例えば、標準植生指標(NDVI)を算出するために用いられる。NDVIは、以下の式で表される。

Figure 0007069503000001
IRは、近赤外線領域の反射率、Rは、可視領域の赤色の反射率を示す。 Multispectral images are used, for example, to calculate the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI). NDVI is expressed by the following equation.
Figure 0007069503000001
IR indicates the reflectance in the near infrared region, and R indicates the reflectance in the red region in the visible region.

R用撮像装置110は、赤色領域の波長帯域の光を透過するフィルタを有し、赤色領域の波長帯域の画像信号であるR画像信号を出力する。赤色領域の波長帯域は、例えば、620nm~750nmである。赤色領域の波長帯域は、赤色領域の特定の波長帯域でよく、例えば、663nm~673nmでよい。 The R image pickup device 110 has a filter that transmits light in the wavelength band of the red region, and outputs an R image signal that is an image signal in the wavelength band of the red region. The wavelength band in the red region is, for example, 620 nm to 750 nm. The wavelength band in the red region may be a specific wavelength band in the red region, and may be, for example, 663 nm to 673 nm.

G用撮像装置120は、緑色領域の波長帯域の光を透過するフィルタを有し、緑色領域の波長帯域の画像信号であるG画像信号を出力する。緑色領域の波長帯域は、例えば、500nm~570nmである。緑色領域の波長帯域は、緑色領域の特定の波長帯域でよく、例えば、550nm~570nmでよい。 The G image pickup device 120 has a filter that transmits light in the wavelength band of the green region, and outputs a G image signal that is an image signal in the wavelength band of the green region. The wavelength band in the green region is, for example, 500 nm to 570 nm. The wavelength band in the green region may be a specific wavelength band in the green region, and may be, for example, 550 nm to 570 nm.

B用撮像装置130は、青色領域の波長帯域の光を透過するフィルタを有し、青色領域の波長帯域の画像信号であるB画像信号を出力する。青色領域の波長帯域は、例えば、450nm~500nmである。青色領域の波長帯域は、青色領域の特定の波長帯域でよく、例えば、465nm~485nmでよい。 The image pickup apparatus 130 for B has a filter that transmits light in the wavelength band in the blue region, and outputs a B image signal that is an image signal in the wavelength band in the blue region. The wavelength band in the blue region is, for example, 450 nm to 500 nm. The wavelength band in the blue region may be a specific wavelength band in the blue region, and may be, for example, 465 nm to 485 nm.

RE用撮像装置140は、レッドエッジ領域の波長帯域の光を透過するフィルタを有し、レッドエッジ領域の波長帯域の画像信号であるRE画像信号を出力する。レッドエッジ領域の波長帯域は、例えば、705nm~745nmである。レッドエッジ領域の波長帯域は、712nm~722nmでよい。 The RE image pickup apparatus 140 has a filter that transmits light in the wavelength band of the red edge region, and outputs a RE image signal that is an image signal in the wavelength band of the red edge region. The wavelength band in the red edge region is, for example, 705 nm to 745 nm. The wavelength band in the red edge region may be 712 nm to 722 nm.

NIR用撮像装置150は、近赤外領域の波長帯域の光を透過するフィルタを有し、近赤外領域の波長帯域の画像信号であるNIR画像信号を出力する。近赤外領域の波長帯域は、例えば、800nm~2500nmである。近赤外領域の波長帯域は、800nmから900nmでよい。 The NIR image pickup device 150 has a filter that transmits light in a wavelength band in the near infrared region, and outputs a NIR image signal that is an image signal in the wavelength band in the near infrared region. The wavelength band in the near infrared region is, for example, 800 nm to 2500 nm. The wavelength band in the near infrared region may be 800 nm to 900 nm.

図3は、UAV10に搭載される撮像システム100の外観の他の一例を示す図である。撮像システム100は、G用撮像装置120、B用撮像装置130、RE用撮像装置140、及びNIR用撮像装置150に加えて、RGB用撮像装置160を備える点で、図2に示す撮像システム100と異なる。RGB用撮像装置160は、通常のカメラと同様でよく、光学系と、イメージセンサを有する。イメージセンサは、ベイヤ配列で配置された、赤色領域の波長帯域の光を透過するフィルタ、緑色領域の波長帯域の光を透過するフィルタ、及び青色領域の波長帯域の光を透過するフィルタを有してよい。RGB用撮像装置160は、RGB画像を出力してよい。赤色領域の波長帯域は、例えば、620nm~750nmでよい。緑色領域の波長帯域は、例えば、500nm~570nmでよい。青色領域の波長帯域は、例えば、450nm~500nmである。 FIG. 3 is a diagram showing another example of the appearance of the image pickup system 100 mounted on the UAV 10. The image pickup system 100 includes an RGB image pickup device 160 in addition to the G image pickup device 120, the B image pickup device 130, the RE image pickup device 140, and the NIR image pickup device 150, and the image pickup system 100 shown in FIG. Different from. The RGB image pickup device 160 may be similar to a normal camera, and has an optical system and an image sensor. The image sensor has a filter that transmits light in the wavelength band in the red region, a filter that transmits light in the wavelength band in the green region, and a filter that transmits light in the wavelength band in the blue region, which are arranged in a bayer arrangement. It's okay. The RGB image pickup apparatus 160 may output an RGB image. The wavelength band in the red region may be, for example, 620 nm to 750 nm. The wavelength band in the green region may be, for example, 500 nm to 570 nm. The wavelength band in the blue region is, for example, 450 nm to 500 nm.

図4は、UAV10の機能ブロックの一例を示す。UAV10は、UAV制御部30、メモリ32、通信インタフェース36、推進部40、GPS受信機41、慣性計測装置42、磁気コンパス43、気圧高度計44、温度センサ45、湿度センサ46、ジンバル50、撮像装置60、及び撮像システム100を備える。 FIG. 4 shows an example of a functional block of UAV10. The UAV 10 includes a UAV control unit 30, a memory 32, a communication interface 36, a propulsion unit 40, a GPS receiver 41, an inertial measurement unit 42, a magnetic compass 43, a barometric pressure meter 44, a temperature sensor 45, a humidity sensor 46, a gimbal 50, and an image pickup device. The 60 and the imaging system 100 are provided.

通信インタフェース36は、遠隔操作装置300などの他の装置と通信する。通信インタフェース36は、遠隔操作装置300からUAV制御部30に対する各種の命令を含む指示情報を受信してよい。メモリ32は、UAV制御部30が、推進部40、GPS受信機41、慣性計測装置(IMU)42、磁気コンパス43、気圧高度計44、温度センサ45、湿度センサ46、ジンバル50、撮像装置60、及び撮像システム100を制御するのに必要なプログラム等を格納する。メモリ32は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体でよく、SRAM、DRAM、EPROM、EEPROM、及びUSBメモリ等のフラッシュメモリの少なくとも1つを含んでよい。メモリ32は、UAV本体20の内部に設けられてよい。UAV本体20から取り外し可能に設けられてよい。 The communication interface 36 communicates with another device such as the remote control device 300. The communication interface 36 may receive instruction information including various commands from the remote control device 300 to the UAV control unit 30. In the memory 32, the UAV control unit 30 has a propulsion unit 40, a GPS receiver 41, an inertial measurement unit (IMU) 42, a magnetic compass 43, a barometric altimeter 44, a temperature sensor 45, a humidity sensor 46, a gimbal 50, an image pickup device 60, and the like. And a program and the like necessary for controlling the image pickup system 100 are stored. The memory 32 may be a computer-readable recording medium and may include at least one of flash memories such as SRAM, DRAM, EPROM, EEPROM, and USB memory. The memory 32 may be provided inside the UAV main body 20. It may be provided so as to be removable from the UAV main body 20.

UAV制御部30は、メモリ32に格納されたプログラムに従ってUAV10の飛行及び撮像を制御する。UAV制御部30は、CPUまたはMPU等のマイクロプロセッサ、MCU等のマイクロコントローラ等により構成されてよい。UAV制御部30は、通信インタフェース36を介して遠隔操作装置300から受信した命令に従って、UAV10の飛行及び撮像を制御する。推進部40は、UAV10を推進させる。推進部40は、複数の回転翼と、複数の回転翼を回転させる複数の駆動モータとを有する。推進部40は、UAV制御部30からの命令に従って複数の駆動モータを介して複数の回転翼を回転させて、UAV10を飛行させる。 The UAV control unit 30 controls the flight and imaging of the UAV 10 according to the program stored in the memory 32. The UAV control unit 30 may be configured by a microprocessor such as a CPU or MPU, a microcontroller such as an MCU, or the like. The UAV control unit 30 controls the flight and imaging of the UAV 10 according to a command received from the remote control device 300 via the communication interface 36. The propulsion unit 40 promotes the UAV 10. The propulsion unit 40 has a plurality of rotary blades and a plurality of drive motors for rotating the plurality of rotary blades. The propulsion unit 40 rotates a plurality of rotor blades via a plurality of drive motors in accordance with a command from the UAV control unit 30, and causes the UAV 10 to fly.

GPS受信機41は、複数のGPS衛星から発信された時刻を示す複数の信号を受信する。GPS受信機41は、受信された複数の信号に基づいてGPS受信機41の位置(緯度及び経度)、つまりUAV10の位置(緯度及び経度)を算出する。IMU42は、UAV10の姿勢を検出する。IMU42は、UAV10の姿勢として、UAV10の前後、左右、及び上下の3軸方向の加速度と、ピッチ、ロール、及びヨーの3軸方向の角速度とを検出する。磁気コンパス43は、UAV10の機首の方位を検出する。気圧高度計44は、UAV10が飛行する高度を検出する。気圧高度計44は、UAV10の周囲の気圧を検出し、検出された気圧を高度に換算して、高度を検出する。温度センサ45は、UAV10の周囲の温度を検出する。湿度センサ46は、UAV10の周囲の湿度を検出する。 The GPS receiver 41 receives a plurality of signals indicating the time transmitted from the plurality of GPS satellites. The GPS receiver 41 calculates the position (latitude and longitude) of the GPS receiver 41, that is, the position (latitude and longitude) of the UAV 10 based on the plurality of received signals. The IMU 42 detects the posture of the UAV 10. The IMU 42 detects, as the posture of the UAV 10, the acceleration in the front-back, left-right, and up-down triaxial directions of the UAV 10, and the angular velocity in the three axial directions of pitch, roll, and yaw. The magnetic compass 43 detects the orientation of the nose of the UAV 10. The barometric altimeter 44 detects the altitude at which the UAV 10 flies. The barometric altimeter 44 detects the barometric pressure around the UAV 10, converts the detected barometric pressure into an altitude, and detects the altitude. The temperature sensor 45 detects the ambient temperature of the UAV 10. The humidity sensor 46 detects the humidity around the UAV 10.

UAV10は、センサユニット600をさらに備える。センサユニット600は、MCU70、RTK80、及び照度センサ500を有する。MCU70は、RTK80及び照度センサ500を制御する制御回路である。RTK80は、リアルタイムキネマティックGPSである。RTK80は、予め定められた位置に設置された基地局の位置情報に基づいてRTK測位によりUAV10の位置を測位する。照度センサ500は、周囲の照度を測定する。 The UAV 10 further includes a sensor unit 600. The sensor unit 600 has an MCU70, an RTK80, and an illuminance sensor 500. The MCU 70 is a control circuit that controls the RTK 80 and the illuminance sensor 500. The RTK80 is a real-time kinematic GPS. The RTK80 positions the position of the UAV 10 by RTK positioning based on the position information of the base station installed at a predetermined position. The illuminance sensor 500 measures the ambient illuminance.

撮像システム100は、照度センサ500により測定された照度に基づいて撮像制御を実行してよい。撮像システム100は、照度センサ500により測定された色毎の照度に基づいて、色毎の露出制御を実行してよい。照度センサ500により測定された色毎の照度に基づいて、撮像システム100は、R用撮像装置110、G用撮像装置120、B用撮像装置130、RE用撮像装置140、及びNIR用撮像装置150の露出制御を実行してよい。 The image pickup system 100 may execute the image pickup control based on the illuminance measured by the illuminance sensor 500. The image pickup system 100 may execute exposure control for each color based on the illuminance for each color measured by the illuminance sensor 500. Based on the illuminance for each color measured by the illuminance sensor 500, the image pickup system 100 includes an image pickup device 110 for R, an image pickup device 120 for G, an image pickup device 130 for B, an image pickup device 140 for RE, and an image pickup device 150 for NIR. Exposure control may be performed.

ここで、照度センサ500が周囲の環境の照度を精度よく測定するために、照度センサ500の周囲には障害物が存在しないことが好ましい。照度センサ500は、UAV10の天井部に配置されることが好ましい。天井部は、UAV10の筐体の上部である。UAV10の筐体の上部は、UAV10がホバリングするときに、鉛直方向の上側に位置する部分である。天井部は、UAV10がホバリングするときに、UAV10の筐体の空に対向する部分である。天井部は、UAV10が着陸状態のときに、地面に面する筐体の底部と反対側の部分である。 Here, in order for the illuminance sensor 500 to accurately measure the illuminance of the surrounding environment, it is preferable that there are no obstacles around the illuminance sensor 500. The illuminance sensor 500 is preferably arranged on the ceiling of the UAV 10. The ceiling portion is the upper part of the housing of the UAV 10. The upper portion of the housing of the UAV 10 is a portion located on the upper side in the vertical direction when the UAV 10 is hovering. The ceiling portion is a portion facing the sky of the housing of the UAV 10 when the UAV 10 is hovering. The ceiling portion is a portion opposite to the bottom portion of the housing facing the ground when the UAV 10 is in the landing state.

また、RTK80は、基地局、及び衛星などから信号を受信するために、RTK80の周囲に障害物が存在しないことが好ましい。したがって、RTK80も、UAV10の天井部に配置されることが好ましい。しかしながら、UAV10の天井部のスペースは限られている。そこで、本実施形態では、照度センサ500及びRTK80が互いに干渉しないように、UAV10の天井部のスペースに照度センサ500及びRTK80を配置する。 Further, since the RTK80 receives signals from a base station, a satellite, and the like, it is preferable that there are no obstacles around the RTK80. Therefore, it is preferable that the RTK80 is also arranged on the ceiling of the UAV10. However, the space on the ceiling of the UAV 10 is limited. Therefore, in the present embodiment, the illuminance sensor 500 and the RTK80 are arranged in the space on the ceiling of the UAV 10 so that the illuminance sensor 500 and the RTK80 do not interfere with each other.

図5は、照度センサ500及びRTK80を含むセンサユニット600の外観斜視図である。図5において、センサユニット600の筐体502は、内部を可視化するために半透明で示している。図6は、センサユニット600の分解斜視図を示す。 FIG. 5 is an external perspective view of the sensor unit 600 including the illuminance sensor 500 and the RTK80. In FIG. 5, the housing 502 of the sensor unit 600 is shown semi-transparently for visualizing the inside. FIG. 6 shows an exploded perspective view of the sensor unit 600.

センサユニット600は、第1拡散板510、筐体502、シリンダ524、複数のロッドカバー522、複数の導光部材520、複数の第2拡散板512、複数の受光素子504、アンテナ82、及び基台501を有する。シリンダ524、ロッドカバー522、第2拡散板512、受光素子504、及びアンテナ82は、筐体502の内部に配置される。本実施形態では、UAV10のUAV本体20の筐体と、センサユニット600の筐体とを別体で構成する例について説明する。しかしながら、UAV10のUAV本体20の筐体と、センサユニット600の筐体とは、一体的に構成されてもよい。センサユニット600は、UAV本体20の筐体内に組み込まれてもよい。 The sensor unit 600 includes a first diffuser plate 510, a housing 502, a cylinder 524, a plurality of rod covers 522, a plurality of light guide members 520, a plurality of second diffuser plates 512, a plurality of light receiving elements 504, an antenna 82, and a base. It has a stand 501. The cylinder 524, the rod cover 522, the second diffuser plate 512, the light receiving element 504, and the antenna 82 are arranged inside the housing 502. In this embodiment, an example in which the housing of the UAV main body 20 of the UAV 10 and the housing of the sensor unit 600 are separately configured will be described. However, the housing of the UAV main body 20 of the UAV 10 and the housing of the sensor unit 600 may be integrally configured. The sensor unit 600 may be incorporated in the housing of the UAV main body 20.

アンテナ82は、RTK80のアンテナとして機能する。アンテナ82は、中空状のアンテナである。アンテナ82は、コイル状のアンテナである。アンテナ82は、筐体502の内側の側面に沿って、らせん状に配置されてよい。 The antenna 82 functions as an antenna of the RTK80. The antenna 82 is a hollow antenna. The antenna 82 is a coiled antenna. The antenna 82 may be spirally arranged along the inner side surface of the housing 502.

アンテナ82は、予め定められた位置に配置された基地局及びGPS衛星のそれぞれから位置情報を受信する。周囲に障害物がないスペースに照度センサ500を配置するために、照度センサ500を筐体502の天井部に配置することが考えられる。しかしながら、照度センサ500を筐体502の天井部に配置すると、照度センサ500で発生する電磁ノイズが、アンテナ82で受信される信号と干渉する可能性がある。 The antenna 82 receives position information from each of a base station and a GPS satellite arranged at predetermined positions. In order to arrange the illuminance sensor 500 in a space where there are no obstacles in the surroundings, it is conceivable to arrange the illuminance sensor 500 on the ceiling of the housing 502. However, when the illuminance sensor 500 is arranged on the ceiling of the housing 502, the electromagnetic noise generated by the illuminance sensor 500 may interfere with the signal received by the antenna 82.

そこで、本実施形態では、アンテナ82の空洞内に照度センサ500を配置する。これにより、照度センサ500で発生する電磁ノイズが、アンテナ82で受信される信号と干渉することを防止する。 Therefore, in the present embodiment, the illuminance sensor 500 is arranged in the cavity of the antenna 82. This prevents the electromagnetic noise generated by the illuminance sensor 500 from interfering with the signal received by the antenna 82.

筐体502は、光を透過する部分を有する。光を透過する部分は、筐体502の外部からの光を拡散する第1拡散板510を有する。受光素子504は、照度センサ500の受光部として機能する。受光素子504は、光を受光し、受光された光を電気信号に変換する。照度センサ500は、受光素子504から出力される電気信号に基づいて、照度を測定する。複数の受光素子504のそれぞれは、異なる範囲の波長を受光してよい。複数の受光素子504のうちの第1の受光素子は、400nm以上、700nm以下の範囲の波長を受光してよい。複数の受光素子504のうちの第2の受光素子は、700nm以上、900nm以下の範囲の波長を受光してよい。複数の受光素子504のうちの第3の受光素子は、900nm以上、1500nm以下の範囲の波長を受光してよい。 The housing 502 has a portion that transmits light. The portion that transmits light has a first diffusion plate 510 that diffuses light from the outside of the housing 502. The light receiving element 504 functions as a light receiving unit of the illuminance sensor 500. The light receiving element 504 receives light and converts the received light into an electric signal. The illuminance sensor 500 measures the illuminance based on the electric signal output from the light receiving element 504. Each of the plurality of light receiving elements 504 may receive a wavelength in a different range. The first light receiving element among the plurality of light receiving elements 504 may receive a wavelength in the range of 400 nm or more and 700 nm or less. The second light receiving element among the plurality of light receiving elements 504 may receive a wavelength in the range of 700 nm or more and 900 nm or less. The third light receiving element among the plurality of light receiving elements 504 may receive a wavelength in the range of 900 nm or more and 1500 nm or less.

導光部材520は、第1拡散板510を透過する光を受光素子504に導く。第2拡散板512は、導光部材520と受光素子504との間に配置され、導光部材520からの光を拡散する。導光部材520は、棒状である。導光部材520は、筐体502の天井部から底部に向かう方向に沿って配置されてよい。導光部材520は、基台501上に起立するように配置されてよい。 The light guide member 520 guides the light transmitted through the first diffusion plate 510 to the light receiving element 504. The second diffuser plate 512 is arranged between the light guide member 520 and the light receiving element 504, and diffuses the light from the light guide member 520. The light guide member 520 has a rod shape. The light guide member 520 may be arranged along the direction from the ceiling portion to the bottom portion of the housing 502. The light guide member 520 may be arranged so as to stand on the base 501.

第1拡散板510、第2拡散板512、及び導光部材520は、ポリカーボネート、ポリスチレン、テフロン(登録商標)、アクリルなどの樹脂で構成されてよい。 The first diffusion plate 510, the second diffusion plate 512, and the light guide member 520 may be made of a resin such as polycarbonate, polystyrene, Teflon (registered trademark), and acrylic.

アンテナ82は、導光部材520の周囲を取り囲むように配置される。導光部材520は、アンテナ82の空洞内に配置される。アンテナ82が、導光部材520の外側に配置されることで、照度センサ500の電磁ノイズの影響を受けず、信号を受信できる。 The antenna 82 is arranged so as to surround the light guide member 520. The light guide member 520 is arranged in the cavity of the antenna 82. By arranging the antenna 82 outside the light guide member 520, the signal can be received without being affected by the electromagnetic noise of the illuminance sensor 500.

なお、本実施形態では、アンテナ82は、コイル状のアンテナである。しかしながら、アンテナ82は、例えば、複数のポール状のアンテナで構成され、複数のポール状のアンテナが、複数の導光部材520の周囲を取り囲むように配置されもよい。 In this embodiment, the antenna 82 is a coiled antenna. However, the antenna 82 may be composed of, for example, a plurality of pole-shaped antennas, and the plurality of pole-shaped antennas may be arranged so as to surround the periphery of the plurality of light guide members 520.

ロッドカバー522は、導光部材520の外側面を覆う中空状のカバーである。導光部材520の外側面とロッドカバー522の内側面とは離間している。シリンダ524は、複数のロッドカバー522を内部に保持する保持部材である。シリンダ524は、複数のロッドカバー522を収容する複数の貫通孔525を有する。ロッドカバー522は、樹脂で構成されてよい。ロッドカバー522は、白色の部材で構成されることが好ましい。これにより、導光部材520に導かれた光が、ロッドカバー522で効率よく反射して、導光部材520内を進むことができる。また、シリンダ524は、樹脂で構成されてよい。シリンダ524は、黒色の部材で構成されることが好ましい。これにより、導光部材520内に外部から余分な光が入ることを防止できる。 The rod cover 522 is a hollow cover that covers the outer surface of the light guide member 520. The outer surface of the light guide member 520 and the inner surface of the rod cover 522 are separated from each other. The cylinder 524 is a holding member that holds a plurality of rod covers 522 inside. The cylinder 524 has a plurality of through holes 525 that accommodate a plurality of rod covers 522. The rod cover 522 may be made of resin. The rod cover 522 is preferably made of a white member. As a result, the light guided to the light guide member 520 is efficiently reflected by the rod cover 522 and can travel inside the light guide member 520. Further, the cylinder 524 may be made of resin. The cylinder 524 is preferably made of a black member. This makes it possible to prevent extra light from entering the light guide member 520 from the outside.

図7は、センサユニット600の断面図を示す。センサユニット600は、MCU70を搭載する基板530、及び基板530上に配置され、アンテナ82及び受光素子504を搭載する基板532をさらに備える。 FIG. 7 shows a cross-sectional view of the sensor unit 600. The sensor unit 600 is further provided with a substrate 530 on which the MCU 70 is mounted and a substrate 532 on which the antenna 82 and the light receiving element 504 are mounted.

図8は、受光素子504、及び導光部材520の拡大断面図である。図8に示すように、受光素子504の受光面の中心軸と、導光部材520の中心軸とは、同一直線508上にある。これにより、受光素子504は、導光部材520により導かれた光を効率的に受光することができる。 FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of the light receiving element 504 and the light guide member 520. As shown in FIG. 8, the central axis of the light receiving surface of the light receiving element 504 and the central axis of the light guide member 520 are on the same straight line 508. As a result, the light receiving element 504 can efficiently receive the light guided by the light guide member 520.

ところで、晴天下で照度センサ500が利用される場合、レイリー散乱の影響で、青色及び緑色などの短波長の範囲の照度が、赤色などの長波長の範囲の照度よりも大きくなる。しかし、晴天下で照度センサ500が利用される場合でも、照度センサ500に直射日光が当たる場合、レイリー散乱の影響は無視でき、波長ごとの照度の違いは少ない。すなわち、照度センサ500の姿勢によって、太陽光が当たる角度が変化し、波長ごとの照度が変化してしまう。例えば、図9に示すように、受光素子504の受光面505に垂直な方向506に対する太陽光の入射する方向507の角度を示す入射角θが変化すると、照度センサ500により測定される波長ごとの照度が変化してしまう。図10Aは、入射角θが0度の場合に、照度センサ500により測定された波長ごとの照度を示す。図10Bは、入射角θが0度より大きい場合に、照度センサ500により測定された波長ごとの照度を示す。 By the way, when the illuminance sensor 500 is used in fine weather, the illuminance in the short wavelength range such as blue and green becomes larger than the illuminance in the long wavelength range such as red due to the influence of Rayleigh scattering. However, even when the illuminance sensor 500 is used in fine weather, when the illuminance sensor 500 is exposed to direct sunlight, the influence of Rayleigh scattering can be ignored and the difference in illuminance for each wavelength is small. That is, the angle of the sunlight changes depending on the posture of the illuminance sensor 500, and the illuminance for each wavelength changes. For example, as shown in FIG. 9, when the incident angle θ indicating the angle of the incident direction 507 of sunlight with respect to the direction 506 perpendicular to the light receiving surface 505 of the light receiving element 504 changes, each wavelength measured by the illuminance sensor 500 changes. The illuminance changes. FIG. 10A shows the illuminance for each wavelength measured by the illuminance sensor 500 when the incident angle θ is 0 degrees. FIG. 10B shows the illuminance for each wavelength measured by the illuminance sensor 500 when the incident angle θ is larger than 0 degrees.

照度センサ500に直射日光が当たる場合、図10Aに示すように、レイリー散乱の影響は無視でき、波長ごとの照度の変化は少ない。一方、受光素子504の受光面505に直射日光が当たらず、晴天の場合、図10Bに示すように、青色及び緑色などの短波長の範囲の照度が、赤色などの長波長の範囲の照度よりも大きくなる。 When the illuminance sensor 500 is exposed to direct sunlight, the influence of Rayleigh scattering can be ignored and the change in illuminance for each wavelength is small, as shown in FIG. 10A. On the other hand, when the light receiving surface 505 of the light receiving element 504 is not exposed to direct sunlight and the weather is fine, as shown in FIG. 10B, the illuminance in the short wavelength range such as blue and green is higher than the illuminance in the long wavelength range such as red. Will also grow.

しかし、照度センサ500の姿勢が変化しても、波長ごとの照度の比(スペクトル比)は、一定であることが好ましい。例えば、青色の照度Vと、近赤外の照度VNIRとの比V/VNIRは、照度センサ500の姿勢が変化しても、一定であることが好ましい。 However, even if the posture of the illuminance sensor 500 changes, the illuminance ratio (spectral ratio) for each wavelength is preferably constant. For example, the ratio V B / V NIR of the blue illuminance V B and the near infrared illuminance VNIR is preferably constant even if the attitude of the illuminance sensor 500 changes.

そこで、本実施形態では、導光部材520の入射面側に、第1拡散板510を配置し、導光部材520の出射面側に、第2拡散板512を配置する。これにより、照度センサ500の姿勢が変化しても、波長ごとの照度の比が変化しないようにする。 Therefore, in the present embodiment, the first diffusion plate 510 is arranged on the incident surface side of the light guide member 520, and the second diffusion plate 512 is arranged on the emission surface side of the light guide member 520. As a result, even if the posture of the illuminance sensor 500 changes, the ratio of the illuminance for each wavelength does not change.

第1拡散板510は、短波長の光を長波長の光よりも多く拡散させる。これにより、短波長の光が長波長の光よりも多く導光部材520内に導かれる。よって、直射日光がセンサユニット600に当たっている場合でも、青色及び緑色などの短波長の範囲の照度が、赤色などの長波長の範囲の照度よりも大きくなる。 The first diffuser 510 diffuses light of short wavelength more than light of long wavelength. As a result, more short-wavelength light is guided into the light guide member 520 than long-wavelength light. Therefore, even when the sensor unit 600 is exposed to direct sunlight, the illuminance in the short wavelength range such as blue and green becomes larger than the illuminance in the long wavelength range such as red.

また、第2拡散板512は、導光部材520内を進んできた光を拡散させて、受光素子504の受光面に満遍なく照射させる。これにより、導光部材520内を進んできた光を効率的に受光素子504の受光面に受光させることができる。 Further, the second diffuser plate 512 diffuses the light that has traveled in the light guide member 520 and evenly irradiates the light receiving surface of the light receiving element 504. As a result, the light that has traveled through the light guide member 520 can be efficiently received by the light receiving surface of the light receiving element 504.

さらに、出願人は、第1拡散板510の厚み方向の光の透過率を波長に応じて調整することで、入射角θに応じた波長ごとの照度の比の変化が少なくなることを見出した。より具体的には、出願人は、第1拡散板510の厚み方向に青色の波長領域を含む第1波長領域の光が透過する割合を示す第1透過率が、第1拡散板510の厚み方向に赤色の波長領域を含む第2波長領域の光が透過する割合を示す第2透過率より小さいことで、入射角θに応じた波長ごとの照度の比の変化が少なくなることを見出した。ここで、第2波長領域は、第1波長領域より長い波長領域である。 Furthermore, the applicant has found that by adjusting the light transmittance in the thickness direction of the first diffusion plate 510 according to the wavelength, the change in the illuminance ratio for each wavelength according to the incident angle θ is reduced. .. More specifically, the applicant has determined that the first transmittance, which indicates the ratio of light transmitted in the first wavelength region including the blue wavelength region in the thickness direction of the first diffuser plate 510, is the thickness of the first diffuser plate 510. It was found that the change in the illuminance ratio for each wavelength according to the incident angle θ is small because it is smaller than the second transmittance, which indicates the ratio of light transmitted in the second wavelength region including the red wavelength region in the direction. .. Here, the second wavelength region is a wavelength region longer than the first wavelength region.

出願人は、さらに、第1拡散板510の第1透過率と第2透過率との差が、第2拡散板512の厚み方向に第1波長領域の光が透過する割合を示す第3透過率と第2拡散板512の厚み方向に第2波長領域の光が透過する割合を示す第4透過率との差より大きいことで、波長ごとの照度の比の変化が少なくなることを見出した。 The applicant further indicates that the difference between the first transmittance and the second transmittance of the first diffuser plate 510 indicates the ratio of the light in the first wavelength region transmitted in the thickness direction of the second diffuser plate 512. It was found that the change in the illuminance ratio for each wavelength is small because the difference between the rate and the fourth transmittance, which indicates the ratio of light transmitted in the second wavelength region in the thickness direction of the second diffuser plate 512, is larger. ..

なお、拡散板の厚み方向の透過率が小さい場合、拡散板の厚み方向の透過率が大きい場合よりも、厚み方向以外の方向に光が拡散している。すなわち、拡散板の厚み方向の透過率が小さい場合、拡散板の厚み方向の透過率が大きい場合よりも、拡散板の光の拡散度合いは大きい。 When the transmittance in the thickness direction of the diffuser is small, the light is diffused in a direction other than the thickness direction than when the transmittance in the thickness direction of the diffuser is large. That is, when the transmittance in the thickness direction of the diffuser plate is small, the degree of light diffusion of the diffuser plate is larger than that in the case where the transmittance in the thickness direction of the diffuser plate is large.

以下、厚み方向の透過率が異なる複数の拡散板を、第1拡散板510、及び第2拡散板512のそれぞれに用いた場合における、入射角θに応じた照度の比のばらつき度合いを測定した実験結果について説明する。 Hereinafter, when a plurality of diffusion plates having different transmittances in the thickness direction were used for the first diffusion plate 510 and the second diffusion plate 512, the degree of variation in the illuminance ratio according to the incident angle θ was measured. The experimental results will be described.

入射角θごとの照度の比のばらつきは、以下の式に基づいて測定した。

Figure 0007069503000002
The variation in the illuminance ratio for each incident angle θ was measured based on the following equation.
Figure 0007069503000002

ここで、X(θ)は、入射角θの場合における緑色領域Gの照度と近赤外領域NIRの照度の比のばらつきを示す。VNIR(θ)/V(θ)は、入射角θの場合における緑色領域Gの照度と近赤外領域NIRの照度の比を示す。nは自然数を示す。ここでは、nは1から8となる。 Here, X Gn ) indicates the variation in the ratio of the illuminance in the green region G and the illuminance in the near infrared region NIR when the incident angle is θ n . V NIRn ) / VG (θ n ) indicates the ratio of the illuminance of the green region G to the illuminance of the near infrared region NIR when the incident angle is θ n . n represents a natural number. Here, n is 1 to 8.

入射角θは0度、入射角θは10度、入射角θは20度、入射角θは30度、入射角θは40度、入射角θは50度、入射角θは60度、入射角θは70度を示す。 The incident angle θ 1 is 0 degrees, the incident angle θ 2 is 10 degrees, the incident angle θ 3 is 20 degrees, the incident angle θ 4 is 30 degrees, the incident angle θ 5 is 40 degrees, the incident angle θ 6 is 50 degrees, and the incident angle is 50 degrees. θ 7 indicates 60 degrees, and the incident angle θ 8 indicates 70 degrees.

8パターンの入射角θで、VNIR(θ)/V(θ)を測定し、8パターンの入射角θの中から選択された最大のVNIR(θ)/V(θ)と、最小のVNIR(θ)/V(θ)との差を導出する。ここで、その差を、ばらつきの幅(%)と称する。ばらつきの幅(%)が小さいことは、入射角θに応じた照度の比のばらつきが小さいことを意味する。 VNIRn ) / VG (θ n ) was measured at the incident angle θ n of 8 patterns, and the maximum V NIRn ) / VG selected from the incident angles θ n of 8 patterns. The difference between (θ n ) and the minimum VNIRn ) / VGn ) is derived. Here, the difference is referred to as a variation width (%). A small variation width (%) means that the variation in the illuminance ratio according to the incident angle θ is small.

ここでは、ばらつきの幅(%)が6%以下の第1拡散板510及び第2拡散板512の組み合わせを、「良」とする。 Here, the combination of the first diffusion plate 510 and the second diffusion plate 512 having a variation width (%) of 6% or less is defined as “good”.

図11及び図12は、第1拡散板510及び第2拡散板512に用いられる拡散板の波長ごとの透過率の特性を示す。拡散板A~拡散板Lの中から、選択された2つの拡散板を第1拡散板510及び第2拡散板512のそれぞれに用いた場合のばらつきの幅(%)を測定した。 11 and 12 show the characteristics of the transmittance of the diffuser plates used for the first diffuser plate 510 and the second diffuser plate 512 for each wavelength. The width (%) of variation when two selected diffusion plates were used for each of the first diffusion plate 510 and the second diffusion plate 512 from the diffusion plates A to L was measured.

図13は、第1拡散板510と第2拡散板512との組み合わせのパターンを示す。図13は、第1拡散板510として、拡散板Jを用いて、第2拡散板512として、拡散板A、拡散板B、拡散板C、及び拡散板Dのいずれかを用いたことを示す。 FIG. 13 shows a pattern of the combination of the first diffusion plate 510 and the second diffusion plate 512. FIG. 13 shows that the diffuser plate J was used as the first diffuser plate 510, and any of the diffuser plate A, the diffuser plate B, the diffuser plate C, and the diffuser plate D was used as the second diffuser plate 512. ..

図14は、図13の第1拡散板510と第2拡散板512との組み合わせのパターンのそれぞれのばらつきの幅(%)を示す。 FIG. 14 shows the width (%) of each variation of the pattern of the combination of the first diffusion plate 510 and the second diffusion plate 512 of FIG.

図15は、第1拡散板510と第2拡散板512との組み合わせのパターンを示す。図15は、第1拡散板510として、拡散板Cを用いて、第2拡散板512として、拡散板C、拡散板A、拡散板E、拡散板F、拡散板G、拡散板H、拡散板I、拡散板J、拡散板K、及び拡散板Lのいずれかを用いたことを示す。 FIG. 15 shows a pattern of a combination of the first diffusion plate 510 and the second diffusion plate 512. In FIG. 15, a diffuser plate C is used as the first diffuser plate 510, and a diffuser plate C, a diffuser plate A, a diffuser plate E, a diffuser plate F, a diffuser plate G, a diffuser plate H, and a diffuser plate 512 are used as the second diffuser plate 512. It is shown that any one of the plate I, the diffusion plate J, the diffusion plate K, and the diffusion plate L was used.

図16は、図15の第1拡散板510と第2拡散板512との組み合わせのパターンのそれぞれのばらつきの幅(%)を示す。 FIG. 16 shows the width (%) of each variation of the pattern of the combination of the first diffusion plate 510 and the second diffusion plate 512 of FIG.

これらの測定の結果、第1拡散板510として、波長が830nm以上、890nm以下で透過率が30%以上、40%以下で、かつ波長が430nm以上、490nm以下で透過率が12%以上、22%以下の拡散板を用いることで、「良」の結果が得られることを出願人は見出した。 As a result of these measurements, as the first diffusion plate 510, the transmittance is 30% or more and 40% or less when the wavelength is 830 nm or more and 890 nm or less, and the transmittance is 12% or more and 22 when the wavelength is 430 nm or more and 490 nm or less. The applicant has found that a "good" result can be obtained by using a diffuser of% or less.

また、第2拡散板512として、波長が830nm以上、890nm以下で透過率が48%以上、60%以下、かつ波長が430nm以上、490nm以下で透過率が55%以上、70%以下の拡散板を用いることで、「良」の結果が得られることを出願人は見出した。 Further, as the second diffusion plate 512, a diffusion plate having a wavelength of 830 nm or more and 890 nm or less and a transmittance of 48% or more and 60% or less, and a wavelength of 430 nm or more and 490 nm or less and a transmittance of 55% or more and 70% or less. The applicant has found that a "good" result can be obtained by using.

すなわち、出願人は、第1拡散板510及び第2拡散板512の組み合わせが、上記の条件を満たす拡散板の組み合わせを用いることで、入射角θに応じた照度の比のばらつきを抑えることができることを見出した。 That is, the applicant can suppress the variation in the ratio of the illuminance according to the incident angle θ by using the combination of the first diffusion plate 510 and the second diffusion plate 512 of the diffusion plates satisfying the above conditions. I found out what I could do.

以上の通り、本実施形態に係るセンサユニット600によれば、照度センサ500を、測定の精度を低下させずに、限られた空間に配置することができる。また、限られた空間に照度センサ500とRTK80とを隣接して配置する場合に、照度センサ500で発生する電磁ノイズが、RTK80のアンテナ82で受信される信号と干渉することを防止できる。 As described above, according to the sensor unit 600 according to the present embodiment, the illuminance sensor 500 can be arranged in a limited space without deteriorating the measurement accuracy. Further, when the illuminance sensor 500 and the RTK80 are arranged adjacent to each other in a limited space, it is possible to prevent the electromagnetic noise generated by the illuminance sensor 500 from interfering with the signal received by the antenna 82 of the RTK80.

特許請求の範囲、明細書、及び図面中において示した装置、システム、プログラム、及び方法における動作、手順、ステップ、及び段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、及び図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。 The order of execution of each process such as operation, procedure, step, and step in the apparatus, system, program, and method shown in the claims, the specification, and the drawing is particularly "before" and "prior to". It should be noted that it can be realized in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Even if the scope of claims, the specification, and the operation flow in the drawings are explained using "first", "next", etc. for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. It's not a thing.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 Although the present invention has been described above using the embodiments, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various changes or improvements can be made to the above embodiments. It is clear from the description of the claims that the form with such changes or improvements may be included in the technical scope of the present invention.

10 UAV
20 UAV本体
30 UAV制御部
32 メモリ
36 通信インタフェース
40 推進部
41 GPS受信機
42 慣性計測装置
43 磁気コンパス
44 気圧高度計
45 温度センサ
46 湿度センサ
50 ジンバル
60 撮像装置
82 アンテナ
100 撮像システム
110 R用撮像装置
120 G用撮像装置
130 B用撮像装置
140 RE用撮像装置
150 NIR用撮像装置
160 RGB用撮像装置
300 遠隔操作装置
500 照度センサ
501 基台
502 筐体
504 受光素子
510 第1拡散板
512 第2拡散板
520 導光部材
522 ロッドカバー
524 シリンダ
525 貫通孔
530 基板
532 基板
600 センサユニット
10 UAV
20 UAV main unit 30 UAV control unit 32 Memory 36 Communication interface 40 Propulsion unit 41 GPS receiver 42 Inertivity measuring device 43 Magnetic compass 44 Atmospheric pressure sensor 45 Temperature sensor 46 Humidity sensor 50 Gimbal 60 Imaging device 82 Antenna 100 Imaging system 110 R imaging device 120 G imager 130 B imager 140 RE imager 150 NIR imager 160 RGB imager 300 Remote control device 500 Illumination sensor 501 Base 502 Housing 504 Light receiving element 510 1st diffuser 512 2nd diffusion Plate 520 Light guide member 522 Rod cover 524 Cylinder 525 Through hole 530 Board 532 Board 600 Sensor unit

Claims (10)

複数の回転翼を有する本体と、
前記本体の天井部に配置され、光を透過する部分を有する筐体と、
照度センサの受光部として機能し、前記筐体の内部に配置される受光素子と、
前記筐体の内部に配置され、前記部分を透過する光を前記受光素子に導く導光部材と、
前記筐体の内部に配置され、前記導光部材の周囲を取り囲むように配置されるアンテナと
を備える飛行体。
A body with multiple rotors and
A housing arranged on the ceiling of the main body and having a portion that transmits light,
A light receiving element that functions as a light receiving part of the illuminance sensor and is arranged inside the housing.
A light guide member arranged inside the housing and guiding light transmitted through the portion to the light receiving element.
An air vehicle including an antenna arranged inside the housing and arranged so as to surround the light guide member.
前記アンテナは、中空状のアンテナであり、
前記導光部材は、前記アンテナの空洞内に配置される、請求項1に記載の飛行体。
The antenna is a hollow antenna.
The flying object according to claim 1, wherein the light guide member is arranged in the cavity of the antenna.
前記アンテナは、コイル状のアンテナである、請求項2に記載の飛行体。 The flying object according to claim 2, wherein the antenna is a coiled antenna. 前記アンテナで受信される信号に基づいて、前記飛行体の位置を測定する回路をさらに備える、請求項1から3の何れか1つに記載の飛行体。 The flying object according to any one of claims 1 to 3, further comprising a circuit for measuring the position of the flying object based on a signal received by the antenna. 前記導光部材の外側面を覆う中空状のカバーをさらに備え、
前記導光部材の外側面と前記カバーの内側面とは離間している、請求項1から4の何れか1つに記載の飛行体。
Further provided with a hollow cover covering the outer surface of the light guide member,
The flying object according to any one of claims 1 to 4, wherein the outer surface of the light guide member and the inner surface of the cover are separated from each other.
複数の前記受光素子と、
複数の前記導光部材と、
複数の前記カバーと
を備え、
前記飛行体は、
前記筐体の内部に配置され、前記複数のカバーを内部に保持する保持部材と
をさらに備える、請求項5に記載の飛行体。
With the plurality of light receiving elements,
With the plurality of the light guide members,
With multiple said covers,
The flying object is
The flying object according to claim 5, further comprising a holding member arranged inside the housing and holding the plurality of covers inside.
前記カバーは白色の部材であり、前記保持部材は黒色の部材である、請求項6に記載の飛行体。 The flying object according to claim 6, wherein the cover is a white member and the holding member is a black member. 前記保持部材は、前記複数のカバーを収容する複数の貫通孔を有する、請求項7に記載の飛行体。 The flying object according to claim 7, wherein the holding member has a plurality of through holes for accommodating the plurality of covers. 前記導光部材は、棒状であり、
前記受光素子の受光面の中心軸と、前記導光部材の中心軸とは、同一直線上にある、請求項1からの何れか1つに記載の飛行体。
The light guide member has a rod shape and has a rod shape.
The flying object according to any one of claims 1 to 8 , wherein the central axis of the light receiving surface of the light receiving element and the central axis of the light guide member are on the same straight line.
センサユニットであって、
外部からの光を透過し、かつ拡散する第1拡散板を有する部分を有する筐体と、
照度センサの受光部として機能し、前記筐体の内部に配置される受光素子と、
前記筐体の内部に配置され、前記部分を透過する光を前記受光素子に導く導光部材と、
前記筐体の内部に配置され、前記導光部材の周囲を取り囲むアンテナと
前記導光部材と前記受光素子との間に配置され、前記導光部材からの光を拡散する第2拡散板と
を備える、センサユニット。
It ’s a sensor unit.
A housing having a portion having a first diffusing plate that transmits and diffuses light from the outside ,
A light receiving element that functions as a light receiving part of the illuminance sensor and is arranged inside the housing.
A light guide member arranged inside the housing and guiding light transmitted through the portion to the light receiving element.
An antenna arranged inside the housing and surrounding the light guide member ,
A second diffusing plate arranged between the light guide member and the light receiving element to diffuse light from the light guide member.
A sensor unit.
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